余海

（西安市軌道交通集團有限公司，陜西 西安710016）

1 概述

換乘站是每條線上的重點、難點工程，是線網(wǎng)規(guī)劃的錨固點，換乘方式和換乘點的選擇直接影響著線網(wǎng)的運能及運量，對換乘站進行深入研究，有利于確保線網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性和可實施性。隨著我國軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展，各大城市的軌道交通的需求越來越迫切，一些城市的線網(wǎng)規(guī)劃已跟不上城市發(fā)展的步伐，從而導(dǎo)致的問題是一些已建成的標(biāo)準(zhǔn)車站面臨被動的改造成換乘站，造成工程的重復(fù)建設(shè)及換乘功能的不合理來適應(yīng)新線網(wǎng)的需求。由此可見，針對既有該改造為換乘站的研究具有廣泛的參考價值。

2 研究背景

2.1 線網(wǎng)分析

圖1 西安地鐵初期、近期線網(wǎng)規(guī)劃

開遠門站為線網(wǎng)規(guī)劃修編及第三期建設(shè)規(guī)劃（圖2）落實以后地鐵八號線引發(fā)的換乘站，由于上版線網(wǎng)規(guī)劃并未考慮此站換乘，所以一號線開遠門站作為標(biāo)準(zhǔn)的地下二層島式站來設(shè)計實施，站臺寬度為10.0m，未預(yù)留換乘條件及接口?；谏鲜銮疤?，為設(shè)計出合理可行的換乘站方案，實現(xiàn)換乘車站良好的功能，通過對該站的換乘改造方案研究，既有較大的研究意義及參考價值。

圖2 開遠門站在第三期規(guī)劃中的位置

2.2 線路及車站功能定位

八號線是線網(wǎng)的主骨架線路,唯一的環(huán)線，形成主城區(qū)內(nèi)二環(huán)至三環(huán)之間的一條最主要的環(huán)形客運交通走廊。八號線把線網(wǎng)中的多條放射型線路貫穿起來，形成多個換乘節(jié)點，是線網(wǎng)中的重要的換乘型線路，增強了線網(wǎng)的通達性，優(yōu)化了主城區(qū)與外圍區(qū)域的聯(lián)系。

3 工程概況及邊界條件

3.1 站址及周邊環(huán)境

3.1.1 車站站位

開遠門站位于西二環(huán)路（灃惠南路）與大慶路交匯口，沿西二環(huán)南北向布置。

3.1.2 站址環(huán)境

車站沿線西二環(huán)為高架橋快速干道，路中為高架橋梁及橋樁，兩側(cè)地面道路與大慶路平交，西二環(huán)橋面為雙向4 車道，橋下兩側(cè)分別為單向3 車道，大慶路路中綠化帶寬度約58m，兩側(cè)均為單向3 車道，西二環(huán)路及大慶路均為主干道，交通繁忙，車流量大。

車站周邊主要為多層工業(yè)廠房及商住建筑，路口東南象限為地上3 層開遠門站綜合出入口及5 層磚混結(jié)構(gòu)住宅；路口東北、西北象限為西電公司多層工業(yè)廠房及廠區(qū)；路口東南象限為土門工人文化宮等多層商住建筑。

圖3 車站周邊現(xiàn)狀衛(wèi)星圖

3.2 規(guī)劃條件

3.2.1 道路紅線、道路性質(zhì)

西二環(huán)路和大慶路是西安市的主要交通干線，車站周邊規(guī)劃已經(jīng)形成。西二環(huán)路規(guī)劃道路紅線寬度50m；大慶路規(guī)劃道路紅線寬度100m（含路中綠化帶）。

3.2.2 用地規(guī)劃

開遠門站周邊500m 客流吸引范圍內(nèi)基本以規(guī)劃的工業(yè)、居住用地及綠地為主。

3.3 客流條件

表1 遠期預(yù)測早高峰客流及超高峰系數(shù)表（人/小時）

表2 八號線開遠門站遠期預(yù)測早高峰客流表（人/小時）

分析客流資料，總設(shè)計客流22469 人/小時，總換乘客流17034 人/小時，本站總體客流偏大，換乘客流占總客流的比例為75.8%。

4 換乘改造方案研究

4.1 換乘思路

地鐵一號線開遠門站建設(shè)時未預(yù)留換乘條件，車站未跨路口且偏路口東側(cè)綠地內(nèi)設(shè)置，車站公共區(qū)距離路口較遠，公共區(qū)2 組樓扶梯+垂直電梯布置緊湊，車站自身規(guī)模較小，無法實現(xiàn)節(jié)點換乘。八號線車站的設(shè)計需結(jié)合周邊條件及車站站位，綜合考慮兩線車站采用通道換乘。

圖4 換乘客流示意圖

4.2 換乘方案

八號線車站南端有小半徑線路曲線，站位宜設(shè)置在路口北側(cè)，八號線車站的設(shè)計需避讓西二環(huán)路中高架橋，并與橋樁保持適當(dāng)?shù)陌踩嚯x。綜合考慮現(xiàn)狀建筑及地下管線條件，得出以下結(jié)論：

（1）地鐵八號線開遠門站與地鐵一號線開遠門站采用通道換乘形式；

（2）地鐵一號線區(qū)間與八號線線路交叉，地鐵八號線車站不跨路口，采用盾構(gòu)區(qū)間下穿一號線隧道，最大程度降低工程風(fēng)險。

4.3 既有站改造方案

4.3.1 既有站規(guī)模核算

（1）站臺寬度驗算

b 左線=14969×0.50/30×113.06+0.26=2.43m≤2.50m

b 右線=16108×0.50/30×113.06+0.26=2.63m>2.50m

經(jīng)驗算，原設(shè)計側(cè)站臺寬度為2.5m，站臺寬度為10.0m，右線側(cè)站臺寬度不滿足要求。

（2）樓扶梯進出站能力驗算

A（出站）= 2×7300=14600< [（2122+6846+7108）×1.24]=19935

A（進站）= 1.65×2×4200=13860<[（8121+962+6410）×1.24]=19212

經(jīng)驗算，一號線現(xiàn)狀公共區(qū)扶梯臺數(shù)和樓梯寬度不滿足通過能力要求。

（3）事故疏散時間驗算

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》，緊急疏散時間按下列公式計算

T = 1 +（Q1+Q2）/ 0.9 / [ A1（N-1）+ A2 x B ] < 6

T=1+｛1819/0.9 [（122×1+61.7×3.3）]｝=1+｛1819/293｝=7.21（分）

經(jīng)驗算，疏散時間大于6.0 分鐘，車站樓扶梯數(shù)量不滿足緊急疏散的要求。

通過分析現(xiàn)狀條件、客流、運營狀況、改造實施難度、改造對運營的影響幾個方面進行分析，主要研究兩個改造方案。

4.3.2 改造增加側(cè)站臺的方案

圖5 改造增加側(cè)站臺方案平面圖

圖6 改造增加側(cè)站臺方案剖面圖

圖7

本方案在一號線車站北側(cè)改擴建站廳及站臺，布置兩組樓扶梯+垂直電梯，并在左線站臺結(jié)構(gòu)側(cè)墻開洞，左線利用北側(cè)側(cè)式站臺，右線利用中間島式站臺。

擴建的車站層高與一號線相同，地下一層結(jié)構(gòu)側(cè)墻開洞高度4.5m，地下二層結(jié)構(gòu)側(cè)墻開洞高度3.6m（圖5-7）。

4.3.3 改造增加樓扶梯的方案

車站站廳層向北側(cè)擴建，用于站廳層非付費區(qū)及付費區(qū)。在車站東側(cè)增加一組樓扶梯，將東側(cè)的安檢、售票、進站閘機、票亭均設(shè)在擴建站廳內(nèi)。扶梯東側(cè)通道2.4m 寬。增加的樓扶梯處側(cè)站臺寬度為2.5m。

4.4 推薦結(jié)論

（1）站臺寬度驗算

b 左線=14969×0.50/30×113.06+0.26=2.43m≤2.50m

b 右線=16108×0.45/30×113.06+0.26=2.39m≤2.50m

車站改造后，右線側(cè)站臺人員密度取值0.45，側(cè)站臺均為2.5m，經(jīng)驗算滿足要求。

（2）樓扶梯進出站能力驗算

A（出站）= 3×7300=21900 > [（2122+6846+7108）×1.24]=19935

A（進站）= 1.65×3×4200=20790>[（8121+962+6410）×1.24]=19212

車站改造后，一號線現(xiàn)狀公共區(qū)出站扶梯臺數(shù)滿足通過能力要求。

（3）事故疏散時間驗算

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》，緊急疏散時間按下列公式計算

T = 1 +（Q1+Q2）/ 0.9 / [ A1（N-1）+ A2 x B ] < 6

T=1+｛1819/0.9[（122×2+61.7×4.95）]｝=1+｛1819/494｝=4.68（分）

車站改造后，疏散時間小于6.0 分鐘，車站樓扶梯數(shù)量滿足緊急疏散的要求。

因此，一號線開遠門站站臺～站廳增加一組樓扶梯后各項指標(biāo)均滿足要求。

（4）推薦結(jié)論

綜上所述，一號線開遠門站改造的核心問題在于解決站臺～站廳樓扶梯數(shù)量不足的問題，因此，改造增加樓扶梯的方案更符合實際的需求，推薦改造增加樓扶梯的方案。

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5 客流模擬分析

5.1 動態(tài)模擬結(jié)果

5.1.1 遠期高峰時段站內(nèi)客流分布情況

一號線站廳層客流分布較為均勻，第二組樓梯口部存在少量的客流集中，進站檢票機、出站檢票機、票亭處無客流擁堵，非付費區(qū)通行順暢。站臺層樓扶梯口部存在一定的客流集中，側(cè)站臺區(qū)域客流分布均勻，可滿足乘客上下車及出站需求。

5.1.2 遠期高峰時段站內(nèi)客流站立密度

一號線站廳層客流分布較為均勻，客流站立密度集中在0.99～3.18 人/m2。一號線站臺層客流分布不均勻，第二組樓扶梯存在較為其中的客流，客流站立密度集中在0.99～3.63 人/m2（圖8-9）。

5.1.3 遠期高峰時段站內(nèi)客流行走速度

圖8 一號線站廳、站臺層客流最大密度示意圖

圖9 八號線站廳、站臺層客流最大密度示意圖

一號線站廳層、站臺層及八號線站廳層、站臺層大部分區(qū)域客流行走速度較快，基本大于0.5m/s，換乘通道內(nèi)客流行走通暢，行走速度均大于0.5m/s，站內(nèi)樓扶梯處存在客流局部擁堵部位行走緩慢。

5.2 客流模擬分析結(jié)論及建議

5.2.1 一號線站臺層空間有限，中部出站扶梯處易形成短時間的擁擠現(xiàn)象，具有潛在的交通隱患，高峰時期需要有運營管理人員在此指揮組織。

表3

5.2.2 換乘通道兩端易形成客流對沖現(xiàn)象，需要增加引導(dǎo)標(biāo)志。

6 經(jīng)濟技術(shù)分析（表3）

通過上述分析，改造工程的估算總投資額為570 萬元，地鐵車站主體改擴建工程使既有地鐵一般站改造升級為換乘站，車站客流承載能力增強，服務(wù)水平提高，功能也更加完善，對于地鐵線網(wǎng)規(guī)劃的實現(xiàn)有著重大意義，使地鐵車站能夠更好的為城市經(jīng)濟發(fā)展做貢獻，具體如下：

（1）實現(xiàn)地鐵線網(wǎng)功能調(diào)整定位。

（2）增加既有車站的客流負(fù)載能力。

（3）兩線乘客可實現(xiàn)便捷換乘。

7 結(jié)論與討論

7.1 本文以開遠門站改造設(shè)計方案為例，從現(xiàn)狀、換乘形式、客流模擬論證的改造方案等方面進行了深入研究。通過研究，開遠門站換乘實施技術(shù)方案整體可行，在保證一號線開遠門站正常運營的前提下，完成一號線車站的改造，實現(xiàn)了八、一號線的換乘，是切實可行的方案。在既有線未預(yù)留換乘條件的情況下組織施工步序，確保施工方案做到了合理可行，滿足換乘功能的要求；分析了改造期間對既有運營線路的影響，并提出了適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。綜上所述，一號線開遠門站換乘改造方案合理可行可作為類似工程的參考與借鑒。

7.2 一號線開遠門站建設(shè)期間執(zhí)行的規(guī)范為《地鐵設(shè)計規(guī)范》2003 年版本，改造設(shè)計期間原規(guī)范已過期，現(xiàn)行規(guī)范為《地鐵設(shè)計規(guī)范》2003 年版本及地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)2018 年版本，兩規(guī)范有較大的變動及調(diào)整，改造設(shè)計執(zhí)行新規(guī)范難度大，需要進一步論證。